武汉地铁香港路三线换乘枢纽站设计方案研究

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武汉地铁香港路三线换乘枢纽站设计方案研究

颜昌伟

(长江勘测规划设计研究有限责任公司，武汉 430010)

摘 要：对武汉地铁香港路三线换乘枢纽站的建筑设计方案进行系统总结和分析。从设计边界条件、设计思路、车站建筑布置、换乘客流组织及与周边建筑结合等方面，详细阐述车站优化设计方案及设计手法，提出多线换乘枢纽车站资源共享方案，并从乘客的需求角度提出换乘站设计要点及体会。

关键词：地铁；车站；三线换乘；车站设计

随着城市轨道交通网络的逐步形成，作为不同线路间的转换节点，多线换乘车站也越来越多。不同于国内其他先行建设地铁多线换乘枢纽车站的城市，武汉具有后发优势，有条件在规划建设之初就将多线换乘枢纽车站作为一个有机的整体进行综合设计研究，通过合理的车站方案设计，充分利用有限的 地下空间资源，达到车站与周边环境的协调统一。

1 工程概况

武汉地铁香港路站地处城市中心区，位于汉口建设大道(规划红线宽50 m)与香港路(规划红线宽40 m)交汇处，是武汉市轨道交通线网中3、6、7号线三线集中换乘枢纽车站。周边地块规划为商业、金融、居住、办公用地，是武汉金融中心的重要组成部分[1]。

2 设计边界条件及设计难点

2.1 复杂的站址环境和线路条件

现状站位周边建筑物密集，分布有较多高层办公及商业建筑，周边500 m范围内金融、办公氛围浓厚，商业较发达，交通流量大，限制因素多，站址环境异常复杂。

3号线自西向东北由长江日报路进入建设大道走行，7号线自西南向东由建设大道进入澳门路走行，6号线自东南向西北横穿建设大道，沿香港路走行。三线交汇于建设大道与香港路交叉口，形成三线集中换乘。

3、7号线线路均各自上下叠置，重合形成叠错岛式站台型式。3号线小里程端为曲线段，受高层建筑物限制，曲线半径为300 m；7号线大里程端为曲线段，受高层建筑物限制，大里程端左、右线曲线半径分别为350、340 m。两线路曲线半径基本已至极限，几无富余调整空间，形成两线水平间距仅为18.6 m，直线重合段仅长68.7 m；而6号线则采用侧式站台型式，线路间距7.8 m。上述因素导致车站设计条件恶劣，换乘形式的选择和站内楼扶梯布置均受到较大影响。同时，3、6、7号线车辆编组分别为6B、6A和8A，各线运能和站台长度也不同，又无形中加大了设计的难度。线站位条件示意见图1。

图1 线站位条件示意

2.2 大型控制性管线的制约

车站所处站位地下管线密集，大型排水箱涵众多。沿建设大道方向有2根5.2 m×3.0 m的黄孝河排水箱涵，埋深5.7 m；沿香港路方向有1根3.0 m×2.0 m排水箱涵，埋深4.7 m。3根箱涵对车站埋深、车站布局、车站施工方法及交通疏解等均有重大影响。

2.3 换乘设计客流量大

本站整体设计客流量大，随着轨道交通线网的逐渐完善，换乘客流占总客流量的比例呈上升趋势，远期全日换乘客流量占站点集散客流量比例超过50%，6号线远期晚高峰换乘客流量占站点客流集散量的比例甚至达到71.72%。如何根据本站设计客流量和换乘客流量大的特点，高效合理的组织客流，选择安全便捷的换乘方式是车站设计的难点[2]。各线预测客流及超高峰系数见表1～表3，预测换乘客流见表4。

表1 3号线远期高峰小时预测客流及超高峰系数 人/h

站名预测客流下行上行上车下车通过量上车下车通过量超高峰系数香港路站16489425618151057426567762352131.3

表2 6号线远期高峰小时预测客流及超高峰系数 人/h

站名预测客流下行上行上车下车通过量上车下车通过量超高峰系数香港路站279522258534314746161724179294701.3

表3 7号线远期高峰小时预测客流及超高峰系数 人/h

站名预测客流下行上行上车下车通过量上车下车通过量超高峰系数香港路站22343858930663817429497739381561.3

表4 远期高峰小时预测换乘客流 人/h

站名香港路站换乘形式3～7号线换乘3～6号线换乘6～7号线换乘换乘客流量3号线换乘7号线7号线换乘3号线423131423号线换乘6号线6号线换乘3号线596430026号线换乘7号线7号线换乘6号线43163504换乘客流合计737389667820

2.4 线路建设时序不同步

根据武汉轨道交通线网建设规划，3、6、7号线三线均为近期建设线路(2017年前)，但开通运营时间不同步，如何处理好相互之间的关系、做好预留及衔接是车站设计的重中之重。

3 设计理念及思路

车站建筑布置在满足城市总体规划和城市轨道交通线网规划要求的前提下，应始终贯彻“以人为本”的设计原则，最大限度吸引客流，方便乘客乘车及换乘，并妥善处理轨道交通与地面交通、地面建筑、地下建构筑物、市政管线之间的关系[3]，尽量减少施工对周边建筑物、地面交通及市民生活的影响，减少房屋拆迁及市政管线迁改。

3.1 选择合理的换乘方式

两线十字交叉敷设有多种可能的换乘站位组合方式[4]，文献[4]进行过详细的剖析，根据本站3、7号线与6号线线站位条件，则存在岛岛节点换乘、侧岛节点换乘和通道换乘3种可行的方式。两线平行敷设也有多种可能的换乘站位组合方式，根据本站3、7号线的线站位条件，则存在岛岛叠线换乘、岛岛叠线同站台换乘和通道换乘等几种可行的方式。关于叠线和同站台换乘车站，李驰宇[5]、杜昌锦[6]、聂鑫路[7]等专家已从换乘原理、换乘方式、合理可行性和整体经济性等多方面进行了研究论述，并提出了适合各自项目的实施方案。但将上述两种线路敷设方式组合在一起的换乘形式，目前国内还不多见，这也是本站需要重点研究解决的问题。

通过对线路、站位、客流、换乘方式、站台形式、区间施工工法、设计预留条件、周边建筑物、交通疏解和管线改迁情况等因素进行综合研究比选，确定香港路站3、7号线采用重叠双岛同向同站台平行换乘，与6号线形成“十”字侧岛节点换乘。

3.2 利用共享大厅，疏导换乘客流

本站3、7号线与6号线采用“十”字侧岛换乘形式后，为避免加大车站埋深，6号线站台与3、7号线站厅同层布置在地下一层，6号线站台两侧自然形成两处较大规模的共享大厅。鉴于本站客流量大、客流流线复杂，共享大厅可分类组织客流，减少相互干扰，同时完善站内服务设施，将各种错综复杂的功能组织得井井有条，将以人为本的设计理念落到实处[8]。

3.3 创新建筑设计，优化楼扶梯设置

(1)深入理解人的行为，创新建筑设计

地铁车站中密集性的人流是最基本的特征，人的行为左右着建筑功能布置的优劣。深入理解人的行为，可更好地规划、组织进出站客流流线，使车站建筑设计有所创新[9]。如自动售票机嵌墙并预留合理的排队空间、车站立柱避让出入口通道客流主方向等。

(2)辩证看待预测客流量，合理确定车站规模

客流量是地铁设计的基础资料，它是城市经济发展水平、居民收入水平和政府交通政策的综合结晶[10]，影响着地铁车站站台宽度、出入口、通道及楼扶梯宽度等的确定。随着时代和经济的发展，地铁的客流量也会随之发生改变，这就使得远期的客流预测存在着不确定性，所以应该以辩证的态度看待预测客流量，合理确定好车站的规模。

(3)优化楼扶梯设置，处理好乘客进出上下层站台的通道

根据地铁运营经验，楼扶梯如设置不好，会成为制约通过能力的瓶颈，影响客流安全疏散能力[11]。本站3、7号线为地下三层车站，地下一层是站厅层，地下二层、三层是站台层。如何在长宽受限的站台上，处理好乘客进出上下层站台的通道，是设计的关键。

通常有两种设计形式，一种是分层分段设置楼扶梯；另一种是分别设置直通地下二、三层的楼扶梯。但第二种设计形式往往会增加车站布置的难度，特别是本站3、7号线站台叠错式布置且站厅被6号线分隔为两段，楼扶梯设置更加困难，这就要求我们在车站建筑设计中打破常规，创新布置形式。另外，楼扶梯的疏散能力也必须适应远期客流的变化，在规范[3，12]允许范围内应尽量增加楼扶梯数量。

3.4 利用箱涵埋深，优化进出站与过轨

沿建设大道方向敷设的2根大型排水箱涵，埋深达5.7 m，严重影响车站整体埋深。为减小车站埋深和顶板覆土，考虑将排水箱涵一次性改迁至车站北侧外挂附属上方，同时利用箱涵低埋深形成的顶板高覆土层空间，考虑在6号线香港路方向设置夹层站厅和过轨通道，实现车站内部进出站与过轨流线的循环，方便乘客乘车。

3.5 资源共享，高效开发利用地下空间

本站3、6、7号线三线均为轨道交通线网近期建设线路，土建工程可考虑3站同期设计、施工。在满足各线设备系统功能需求的前提下，尽量实现各线间的资源共享，从而高效开发利用城市地下空间，发挥城市轨道交通网络的综合功效。

4 车站优化设计方案

4.1 总平面布置

香港路站3、7号线与6号线呈“十”字形布置于建设大道与香港路交叉口下方，车站总建筑面积5.37万m2，共设8个出入口、5组风亭、3个紧急疏散口和2部出地面的垂直电梯。3、7号线车站沿建设大道方向跨香港路布置，为地下三层叠错岛式站台车站；6号线车站沿香港路方向跨建设大道布置，为地下一层侧式站台车站。

受线路条件、大型排水管线、用地等因素的限制，车站基本满铺布置在十字路口，施工期间对周边道路和邻近建筑物的通行存在一定的影响，面临的施工风险较大，需采取合理的工程措施进行处理；出入口和风亭的布置也较困难，通过与周边新建建筑开发单位的多轮次协商，确定2、3、4号风亭和Ⅲ、Ⅶ号出入口以及车站冷却塔与物业建筑结合布置，从而使车站方案得以实施，同时，也减少了地面占地和对城市景观的影响，达到了与周边环境的和谐统一。车站总平面布置见图2。

图2 车站总平面布置

4.2 平面设计

(1)3、7号线车站平面设计

地下一层为3、7号线站厅层和6号线站台层。站厅层中部为公共区，两侧为设备与管理用房。公共区被6号线轨行区拦腰分成两部分，且分别与6号线侧式站台连成一体，形成2处共享大厅。共享大厅内三线付费区及非付费区各自相互连通，两共享大厅之间利用车站顶板高覆土层空间设置3处夹层布置过轨楼扶梯连通，从而实现全方位的付费区换乘和非付费区人流循环。同时，根据换乘站客流特性和乘客行为特点[13]，合理安排付费区与非付费区面积比例，尽量扩大非付费区面积，减小付费区面积[14]，充分满足换乘人流与进出站人流需求，为乘客提供舒适的乘车环境。

地下二层、三层均为站台层。站台与站厅层之间公共区中部设4组楼、扶梯，两端各设1部垂直电梯和1部疏散楼梯，最大化适应远期客流的变化，满足车站疏散能力的要求。为缩短乘客进出站时间，提高车站通过能力，在站厅层分别设置直通地下二层、地下三层的自动扶梯，乘客由站厅可直达第三层站台。具体做法是将通往地下二层和地下三层的自动扶梯尽量设在一个电梯井内，两梯呈交叉布置，往地下二层和地下三层去的乘客，从电梯井两端上下自动扶梯，导向设置更清晰、合理。同时，打破常规，创新楼梯布置，利用自动扶梯下方或侧面空间布置双跑楼梯，增加车站常规通过和紧急疏散能力；还根据楼、扶梯组布置形式，因地制宜加大站厅层楼板开孔面积，形成类似中庭的空间，使人在站厅就能看到错落布置的楼、扶梯及活动的人流，打破车站空间的沉闷与隔阂，丰富空间效果。共用站厅层三维平面剖视效果见图3。

(2)6号线车站平面设计

6号线车站采用侧式站台，与3、7号线站厅层共享地下一层空间。站台层中部为公共区，两端为设备与管理用房。站台层两端上方利用大型箱涵低埋深形成的高覆土层空间布置夹层站厅，站厅内设进出站检票闸机，付费区与非付费区各设4组楼、扶梯与站台层连通，实现车站全方位的人流循环。

图3 共用站厅层三维平面剖视效果图

4.3 竖向设计

主要考虑以下因素：(1)满足建设大道黄孝河大型排水箱涵一次性改迁的需要；(2)满足6号线的穿越及换乘；(3)满足车站功能布置需要。

建设大道黄孝河大型排水箱涵的一次性改迁决定了车站的整体竖向布局和埋深，奠定了车站的高程基准。在此基础上，为减小车站整体埋深和规模，6号线车站采用侧式站台形式，与3、7号线站厅同层布置，从而使车站整体设计为地下三层。为满足侧式车站风、水、电设施和乘客过轨，以及减小6号线车站上方厚达6 m覆土的需要，对相关的过轨设施进行整合，并利用高覆土层空间布置夹层站厅，盘活车站整体流线，形成环形通道，使车站地下空间得到高效开发利用。车站竖向设计见图4。

图4 车站竖向设计示意

4.4 客流组织及换乘

(1)进出站客流组织

3、7号线进站乘客通过建设大道方向的4个出入口进入站厅层共享大厅内的非付费区，经售、检票后进入付费区，通过站厅中部设置的楼、扶梯下行到达各层站台乘车，出站乘客反向出站。6号线进站乘客通过香港路方向的4个出入口进入夹层站厅非付费区，经售、检票后进入付费区，再通过4组楼、扶梯下行到达站台乘车，出站乘客反向出站。

3、6、7号线非付费区、付费区之间均实现了环形连通，部分乘客也可就近选择合适的出入口进出站。

无障碍人士可通过站厅层两端的2部无障碍电梯直接抵达各层站台乘车，或反向出站。无障碍人士不与进出站客流交叉，乘降区相对独立，乘车环境更便捷。

(2)换乘客流组织

3、7号线之间采用同向同站台换乘，换乘客流在同一站台可实现50%的换乘，即一条线路列车中的部分客流可以马上在同一层站台换乘另一条线路列车，其余客流则通过连接上、下层站台的楼、扶梯换乘。此换乘方式极为便捷，换乘距离短、用时少，充分体现出以人为本的设计理念[15]。

6号线与3、7号线之间采用“侧岛换乘”，换乘客流利用两共享大厅内的楼、扶梯在付费区内实现“站厅—站台”的换乘。共享大厅作为客流交换中心，疏解不同方向的客流，换乘便捷度、安全性均较高。换乘关系见图5。

图5 换乘关系示意

4.5 地上及地下空间整合

香港路站东西两象限的新建建筑群总建筑面积达43.7万m2，将为地铁带来大量的客流，因此如何利用轨道交通对周边地上及地下空间进行整合，对于提升整个区域的品质起着重要的作用。

车站3组风亭、2个出入口及冷却塔与周边物业建筑结合布置。风亭风道设置在物业建筑内部，与建筑一起出地面并对外出风；出入口也设置在物业建筑内部，直通室外；冷却塔布置在物业建筑楼顶。结合布置使车站建设减少对城市用地的永久占用，降低了地铁设施对周边建筑及城市景观的影响，实现地铁与物业的双赢。

打通地下步行系统，有机连接周边地块，整合地下物业开发空间。车站非付费区环通设计，出入口附近预留多处接口与东侧浙商国际大厦和西侧华氏中华城对接，利用环状地下步行系统将区域内的地铁客流、商业客流整合起来，形成一个多功能的综合交通走廊，缓解地面交通压力，方便市民出行，提高城市运转效率。

5 车站资源共享方案

换乘车站资源共享可以实现对有限地下空间的合理开发利用，减少地面土地占用，压缩车站规模，减少设备投资，降低运营能耗及维护费用，是城市轨道交通发展的必然趋势[16]。

5.1 土建、机电资源共享方案

本站三线均为近期规划实施线路，故土建工程采用3站同期设计、施工，机电设备系统、设备及管理用房等根据接口界面划分情况同期或分期设计，先运营线路实施共用部分，其余分线单独实施。

根据上述原则和车站整体布局，三线车站控制室、站长室、警务室等合设，3、7号线与6号线共用消防给水系统；3、7号线主要管理用房、通风空调系统、给排水及消防系统、低压配电与照明系统等均实现了资源共享；3、7号线地面出入口、风亭也实现合设，大大减少对城市用地的永久占用，降低了工程造价。

5.2 设备系统分线分片布置方案

由于三线开通运营时间不一致，设备系统的招标、安装时间不同步，故后期开通线路不能对已开通线路的正常运营产生干扰，特别是联系紧密的3、7号线之间。为此，制定了设备系统分线分片布置原则，即尽量将同线路的设备房间布置在同一片区域或同一层。这样，在后期设备安装时就可将对已运营线路的影响降到最低，也方便同线路设备用房之间资源共享的实现。

6 结语

目前国内三线集中交汇换乘并同步设计、同步施工的枢纽车站并不多见，能提供的成熟经验也比较少，本站的设计、实施是一次难得的探索与实践。

(1)地铁车站首先是一座公共交通设施，交通功能应是我们优先考虑的问题，设计中应不忘初心，将此理念贯彻始终。

(2)三线集中于一点换乘，使车站换乘客流集中，客流方向紊乱，客流疏导难度较大，同时使得车站楼扶梯多、土建规模大、防火分区大、实施工期长。在线网规划时就应提前考虑，尽量采用分散换乘方式，以空间换时间。

(3)多线换乘站同步设计、同步施工，虽有利于资源共享，能够有效避免预留工程的重复建设和对周边环境、已运营线路的持续干扰问题，但也存在较大的实施风险。设计之初应做好后续建设线路3站2区间的研究工作，稳定换乘节点线站位及换乘型式，还应提前开展各线客流预测工作，确定车站规模。

(4)多线换乘站应考虑各线运力不匹配导致的乘客滞留、客流集中等不利因素，在客流预测的基础上，适当提高车站设施的规模和公共区空间的设计冗余度，并按照最不利工况对车站规模进行校核。如本站在高峰时期可能出现6列车同时到达车站的情况，站内的换乘客流将远大于进出站的客流。

(5)由于多线换乘站客流组织及人员疏散的复杂性，单靠设计人员长期的工作经验来确定设计方案已不能完全适应车站布置和乘客使用的需要。通过客流微观仿真技术对地铁车站的换乘方式、建筑布局及设备布置等进行直观、定量的评价，能够指导和优化方案设计，避免一些设计失误，值得推广应用。

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Research on Design Scheme for Wuhan Metro Hong Kong Road Three-line Transfer Station

YAN Chang-wei

(Changjiang Survey， Planning， Design and Research Co.， Ltd.， Wuhan 430010， China)

Abstract：This paper conducts systematic summary and analysis of the construction design scheme for Wuhan metro Hong Kong Road station. The station design optimization and design approaches are elaborated in terms of the boundary conditions， design concept， station arrangement， passenger flow organization and the combination with surrounding building. The resource-sharing program for a multi-line transfer station is proposed based on passengers demand．

Key words：Metro; Station; Three-line transfer; Station design

收稿日期：2016-04-25；

修回日期：2016-05-20

作者简介：颜昌伟(1982—)，男，工程师，2004年毕业于中国地质大学，主要从事地铁建筑设计研究工作，E-mail：[e-mail]。

文章编号：1004-2954(2016)12-0119-05

中图分类号：U231+.4

文献标识码：A

DOI：10.13238/j.issn.1004-2954.2016.12.026